鋼結(jié)構(gòu)連接設(shè)計(jì)案例總結(jié)

1、鋼結(jié)構(gòu)連接設(shè)計(jì)方法鋼結(jié)構(gòu)連接設(shè)計(jì)方法總結(jié)總結(jié)湖 北 文 理 學(xué) 院 理 工 學(xué) 院 主講：史超男 建工系建工系2017.3.232017.3.23鋼結(jié)構(gòu)連接的設(shè)計(jì)方法總結(jié)鋼結(jié)構(gòu)連接的設(shè)計(jì)方法總結(jié)對(duì)接焊縫對(duì)接焊縫 角焊縫角焊縫 2.2.普通螺栓連接普通螺栓連接鋼板鋼板 角鋼角鋼 單個(gè)普通螺栓受剪計(jì)算單個(gè)普通螺栓受剪計(jì)算普通螺栓群抗剪連接計(jì)算普通螺栓群抗剪連接計(jì)算1.1.焊接焊接一、對(duì)接焊縫一、對(duì)接焊縫 鋼結(jié)構(gòu)連接的設(shè)計(jì)方法總結(jié)鋼結(jié)構(gòu)連接的設(shè)計(jì)方法總結(jié)wcwtwfftlN或1. 1. 軸心受力的對(duì)接焊縫軸心受力的對(duì)接焊縫2. 2. 承受彎距和剪力聯(lián)合作用的對(duì)接焊縫承受彎距和剪力聯(lián)合作用的對(duì)接焊縫w

2、twwfWMIMymaxwvwwftIVSmaxmaxwtff1 . 132121工工字形字形截面截面NNNNlwtMeFVM二、角焊縫二、角焊縫-鋼板鋼板 鋼結(jié)構(gòu)連接的設(shè)計(jì)方法總結(jié)鋼結(jié)構(gòu)連接的設(shè)計(jì)方法總結(jié)1. 1. 正面角焊縫正面角焊縫2. 2. 側(cè)面角焊縫側(cè)面角焊縫wffwefflhNwfwefflhN二、角焊縫二、角焊縫-角鋼角鋼 鋼結(jié)構(gòu)連接的設(shè)計(jì)方法總結(jié)鋼結(jié)構(gòu)連接的設(shè)計(jì)方法總結(jié)1. 1. 確定端縫承擔(dān)的力確定端縫承擔(dān)的力 N N3 32. 2. 確定肢背、肢尖承擔(dān)的力確定肢背、肢尖承擔(dān)的力 N N1 1、N N2 233330.70.72wwfffwfffNfhlfhb3222NNN3

3、112NNNlw2w1N11ebNN2N3e2lw2w1N11ebNN2N3e2三、普通螺栓連接三、普通螺栓連接鋼結(jié)構(gòu)連接的設(shè)計(jì)方法總結(jié)鋼結(jié)構(gòu)連接的設(shè)計(jì)方法總結(jié)1. 1. 單個(gè)普通螺栓受剪計(jì)算單個(gè)普通螺栓受剪計(jì)算抗剪承載力設(shè)計(jì)值抗剪承載力設(shè)計(jì)值承壓承載力設(shè)計(jì)值承壓承載力設(shè)計(jì)值bcbcftdNbvvbvfdnN42 單個(gè)螺栓承載力設(shè)計(jì)值單個(gè)螺栓承載力設(shè)計(jì)值bcbvbNNN,minmin42dNNNNNNFNNN/2NN/2三、普通螺栓連接三、普通螺栓連接鋼結(jié)構(gòu)連接的設(shè)計(jì)方法總結(jié)鋼結(jié)構(gòu)連接的設(shè)計(jì)方法總結(jié)2. 2. 普通螺栓群抗剪連接計(jì)算普通螺栓群抗剪連接計(jì)算軸心受剪計(jì)算軸心受剪計(jì)算偏心受剪計(jì)算偏心

4、受剪計(jì)算fANn221111T1TxiiyxTyryNN 221111T1TyiiyxTxrxNNFTTxyN1TN1TxN1Tyr11F1N1F 例例11計(jì)算工字形截面牛腿與鋼柱鋼結(jié)構(gòu)連接的對(duì)接焊縫強(qiáng)度。計(jì)算工字形截面牛腿與鋼柱鋼結(jié)構(gòu)連接的對(duì)接焊縫強(qiáng)度。 F=550=550kN( (設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)值值) )，偏心距，偏心距e e=300mm=300mm。鋼材為。鋼材為Q235BQ235B，焊條為，焊條為E43E43型，手工焊。焊縫為三級(jí)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，上、下翼緣加引弧板型，手工焊。焊縫為三級(jí)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，上、下翼緣加引弧板和引出板施焊。和引出板施焊。鋼結(jié)構(gòu)連接的經(jīng)典案例鋼結(jié)構(gòu)連接的經(jīng)典案例1 -1 - 對(duì)接

5、焊縫對(duì)接焊縫MeFVM鋼結(jié)構(gòu)連接的經(jīng)典案例鋼結(jié)構(gòu)連接的經(jīng)典案例1 - 1 - 對(duì)接焊縫對(duì)接焊縫 解題思路解題思路 ：1.截面幾何特征值和內(nèi)力2.最大正應(yīng)力、最大剪應(yīng)力3.“1”點(diǎn)的折算應(yīng)力、wW、maxSwI、1SwtwwfWMIMymaxwvwwftIVSmaxmaxhh1max1wwtIVS11wtff1 . 132121324x11.2 382 1.6 26 19.838105cm12I 鋼結(jié)構(gòu)連接的經(jīng)典案例鋼結(jié)構(gòu)連接的經(jīng)典案例1 -1 - 對(duì)接焊縫對(duì)接焊縫162601216380 1 1 maxmax 1 1 maxmax 解解 ：截面幾何特征值和內(nèi)力:3x126 1.6 19.882

6、4cmSa）最大正應(yīng)力550kNVF550 0.30165kN mM 62max4x165 1020689.2N/mm238105 10M hIw2t185N/mmf鋼結(jié)構(gòu)連接的經(jīng)典案例鋼結(jié)構(gòu)連接的經(jīng)典案例1 -1 - 對(duì)接焊縫對(duì)接焊縫c c）“1”1”點(diǎn)的折算應(yīng)力點(diǎn)的折算應(yīng)力b）最大剪應(yīng)力3xmax4x550 10190(260 16 198 190 1238105 10122VSI t2w2v125.1N/mm125N/mmf21max19082.3N/mm206332x114x550 10824 1099.1N/mm38105 1012VSI t2222211382.33 99.1190

7、.4N/mm 21.1 185203.5N/mm 1 1 maxmax 1 1 maxmax11鋼結(jié)構(gòu)連接的經(jīng)典案例鋼結(jié)構(gòu)連接的經(jīng)典案例2 -2 - 角焊縫角焊縫 例例2.12.1試設(shè)計(jì)用拼接蓋板的對(duì)接連接試設(shè)計(jì)用拼接蓋板的對(duì)接連接( (圖圖) )。已知鋼板寬已知鋼板寬B=270mmB=270mm，厚度，厚度t t1 1=28mm=28mm，拼接蓋板厚度，拼接蓋板厚度t t2 2=16mm=16mm。該連接承受靜態(tài)軸心力。該連接承受靜態(tài)軸心力N=1400kN(N=1400kN(設(shè)計(jì)值設(shè)計(jì)值) )，鋼材為鋼材為Q235BQ235B，手工焊，焊條為，手工焊，焊條為E43E43型。型。 三面圍焊三面

8、圍焊鋼結(jié)構(gòu)連接的經(jīng)典案例鋼結(jié)構(gòu)連接的經(jīng)典案例2 - 2 - 角焊縫角焊縫 解題思路解題思路 ：1.確定焊角尺寸、蓋板寬度2.計(jì)算端縫受力計(jì)算端縫受力N13.計(jì)算側(cè)面角焊縫總長(zhǎng)度,min,maxfffhhh112tbtb板板4.確定蓋板長(zhǎng)度L板2wlwfewfhNNl12fwhlL42aLL 2板鋼結(jié)構(gòu)連接的經(jīng)典案例鋼結(jié)構(gòu)連接的經(jīng)典案例2 -2 - 角焊縫角焊縫 解解 2/160mmNfwfmmthf9 . 7285 . 15 . 1maxminmmhf10取1.確定焊角尺寸、蓋板寬度查附表，得查附表，得mmhf1415)21 (16max選定拼接蓋板寬度選定拼接蓋板寬度 b=240mmb=24

9、0mm，則：，則：A=240216=7680mm2A=27028=7560mm2滿足強(qiáng)度要求。滿足強(qiáng)度要求。鋼結(jié)構(gòu)連接的經(jīng)典案例鋼結(jié)構(gòu)連接的經(jīng)典案例2 -2 - 角焊縫角焊縫 解解 2.計(jì)算端縫受力計(jì)算端縫受力N1122 0.7 10 1.22 240655870Nwffe wNf h l3.計(jì)算側(cè)面角焊縫總長(zhǎng)度20.7wwffNlh f14000006558700.7 10 160664mm4.確定蓋板長(zhǎng)度L板66410176mm44wflLh取為取為180mm. .2LLa板218010370mm蓋板尺寸為：蓋板尺寸為：370mm 240mm 16mm鋼結(jié)構(gòu)連接的經(jīng)典案例鋼結(jié)構(gòu)連接的經(jīng)典案

10、例2 -2 - 角焊縫角焊縫 例例 2.22.2 試設(shè)計(jì)雙角鋼與節(jié)點(diǎn)角焊縫連接。鋼材試設(shè)計(jì)雙角鋼與節(jié)點(diǎn)角焊縫連接。鋼材Q235-B，焊條，焊條E43型，手工焊，軸心力設(shè)計(jì)值型，手工焊，軸心力設(shè)計(jì)值N=800kN。試驗(yàn)算焊縫的強(qiáng)度。采用三面圍焊縫。試驗(yàn)算焊縫的強(qiáng)度。采用三面圍焊縫21008t=10mmN=800kN鋼結(jié)構(gòu)連接的經(jīng)典案例鋼結(jié)構(gòu)連接的經(jīng)典案例2 - 2 - 角焊縫角焊縫 解題思路解題思路 ：1.確定焊角尺寸2.確定正面角焊縫承擔(dān)的力N33.計(jì)算肢背和肢尖所承擔(dān)的力N1、N2,min,maxfffhhh4.確定肢背和肢尖的焊縫長(zhǎng)度5211wfewfhNl33320.7wfwffNhlf

11、3222NNN3112NNN5222wfewfhNl鋼結(jié)構(gòu)連接的經(jīng)典案例鋼結(jié)構(gòu)連接的經(jīng)典案例2 - 2 - 角焊縫角焊縫1.確定焊角尺寸 解解 鋼結(jié)構(gòu)連接的經(jīng)典案例鋼結(jié)構(gòu)連接的經(jīng)典案例2 - 2 - 角焊縫角焊縫2.確定正面角焊縫承擔(dān)的力N33.計(jì)算肢背和肢尖所承擔(dān)的力N1、N24.確定肢背和肢尖的焊縫長(zhǎng)度鋼結(jié)構(gòu)連接的經(jīng)典案例鋼結(jié)構(gòu)連接的經(jīng)典案例3 -3 - 普通螺栓連接普通螺栓連接【例例3.13.1】設(shè)計(jì)兩塊鋼板用普通螺栓的蓋板拼接。已設(shè)計(jì)兩塊鋼板用普通螺栓的蓋板拼接。已知軸心拉力的設(shè)計(jì)值知軸心拉力的設(shè)計(jì)值N=325kNN=325kN，鋼材為，鋼材為Q235AQ235A，螺栓，螺栓直徑直徑d

12、=20mmd=20mm（粗制螺栓）。（粗制螺栓）。 鋼結(jié)構(gòu)連接的經(jīng)典案例鋼結(jié)構(gòu)連接的經(jīng)典案例3 - 3 - 普通螺栓連接普通螺栓連接 解題思路解題思路 ：1.確定抗剪承載力設(shè)計(jì)值2.確定承壓承載力設(shè)計(jì)值3.確定單個(gè)螺栓承載力設(shè)計(jì)值4.計(jì)算一側(cè)所需螺栓數(shù)nbcbcftdNbvvbvfdnN42bcbvbNNN,minminbNVnminkNNfdnNbvvbv9 .878790014042014. 32422鋼結(jié)構(gòu)連接的經(jīng)典案例鋼結(jié)構(gòu)連接的經(jīng)典案例3 -3 - 普通螺栓連接普通螺栓連接 解解 1.確定抗剪承載力設(shè)計(jì)值2.確定承壓承載力設(shè)計(jì)值kNNftdNbcbc8 .48488003058203

13、.確定單個(gè)螺栓承載力設(shè)計(jì)值kNNNNbcbvb8 .488 .48, 9 .87min,minmin4.計(jì)算一側(cè)所需螺栓數(shù)n7.68.48325minbNNn取取8 8個(gè)。個(gè)。鋼結(jié)構(gòu)連接的經(jīng)典案例鋼結(jié)構(gòu)連接的經(jīng)典案例3 -3 - 普通螺栓連接普通螺栓連接 【例例3.23.2】設(shè)計(jì)圖（設(shè)計(jì)圖（a a）所示的普通螺栓連接。柱翼緣厚）所示的普通螺栓連接。柱翼緣厚度為度為10mm10mm，連接板厚度為，連接板厚度為8mm8mm，鋼材為，鋼材為Q235B,Q235B,荷載設(shè)計(jì)荷載設(shè)計(jì)值值F=150kN,F=150kN,偏心矩偏心矩e=250mm,e=250mm,粗制螺栓粗制螺栓M22M22。 22111

14、1T1TyiiyxTxrxNN鋼結(jié)構(gòu)連接的經(jīng)典案例鋼結(jié)構(gòu)連接的經(jīng)典案例3 - 3 - 普通螺栓連接普通螺栓連接 解題思路解題思路 ：2.計(jì)算彎矩作用產(chǎn)生的剪力3.計(jì)算剪力作用產(chǎn)生的剪力4.計(jì)算螺栓“1”所受到的合力bcbvbNNN,minmin221111T1TxiiyxTyryNN1.確定單個(gè)螺栓承載力設(shè)計(jì)值鋼結(jié)構(gòu)連接的經(jīng)典案例鋼結(jié)構(gòu)連接的經(jīng)典案例3 -3 - 普通螺栓連接普通螺栓連接 解解 1.確定單個(gè)螺栓承載力設(shè)計(jì)值22bbvvv13.14 22114053.2kN46.5kN44dNnfN bbcc122 8 30553.7kN46.5kNNdt fN kNNNNbcbvb2 .53,minmin鋼結(jié)構(gòu)連接的經(jīng)典案例鋼結(jié)構(gòu)連接的經(jīng)典案例3 -3 - 普通螺栓連接普通螺栓連接 解解 2.計(jì)算彎矩作用產(chǎn)生的剪力22222210 6(4 84 16 )1640cmiixy150 0.2537.5k